Profielwerkstuk Yellowstone National Parkx

Petra Würsten & Herma Vonder
5Hd & 5Ha
Aardrijkskunde
H.J. ter Harmsel
27 februari 2013
1
o Inleiding
o Hypothese
o Deelvraag 1: Wat is Yellowstone?
blz. 3
blz. 4
blz. 5-10
Locatie Yellowstone
Vondst van de vulkaan onder Yellowstone
Ontstaan van de vulkaan onder Yellowstone
Huidige situatie Yellowstone
o Deelvraag 2: Wat zijn vulkanen en hoe ontstaan ze?
blz. 11-14
Soorten vulkanen
Soort vulkaan Yellowstone
o Deelvraag 3: Hoe groot is de kans dat Yellowstone uitbarst? blz.15
Mening van deskundigen
o Deelvraag 4: Wat zijn de gevolgen van een uitbarsting? blz.16-18
Fysische gevolgen
Demografische gevolgen
Economische gevolgen
o Conclusie
o Logboeken
blz. 19
blz. 20-22
2
Als onderwerp van ons profielwerkstuk hebben wij gekozen: Yellowstone.1 Yellowstone is
een Nationaal Park waar een vulkaan (Yellowstonecaldera) onder zit. Wij hebben voor dit
onderwerp gekozen omdat we het erg interessant vinden. Sowieso vinden we vulkanen altijd
erg indrukwekkend om te zien, vanwege hun werking, onvoorspelbaarheid en een stukje
mysterie wat er om vulkanen hangt. Toen we van het bestaan van deze vulkaan hoorden, was
onze interesse gewekt omdat er een grote ophef over gemaakt wordt. Het is namelijk een
supervulkaan, die, volgens sommige onderzoekers, binnen een tijdsbestek van enkele jaren
kan uitbarsten. We zijn in aanraking gekomen met Yellowstone toen we met Aardrijkskunde
in havo 4 een film over Yellowstone hebben gekeken. Die film heette: ‘Supervolcano’ en
kwam uit in 2005. Op die film kon je zien wat de mogelijke gevolgen waren als de vulkaan
onder Yellowstone uit zou barsten. Hoe groot de gevolgen eventueel kunnen zijn, lieten ze op
de film zien volgens een ‘levend en ademend’ 3Dmodel waarbij ze telkens een hogere VEI
(Vulkanische-explosiviteitsindex) in de computer invoerden en waarbij je bij elk groter getal
wat je invoerde een grotere uitbarsting zag in het model. Toen we de film hadden gezien,
vertelden we de mensen in onze omgeving erover, omdat het best veel indruk had gemaakt,
maar we kwamen er vervolgens achter dat eigenlijk maar heel weinig mensen van het bestaan
van Yellowstone afweten en dat ze geen flauw idee hebben wat er zo bijzonder aan is.
De naam ‘Yellowstone’ is afkomstig van de Minnetaree-Sioux indianen. Zij gaven de
rivier die door het National Park stroomt de naam Yellowstone. Vele mensen denken dat de
naam Yellowstone afkomstig is naar het gele gesteente in de Yellowstone Canyon, zoals
historicus Hiram M. Chittenden beweerde. Chittenden zag het als een vertaling van de
Minnetaree-Sioux indiaanse uitdrukking “Mi tse a-da-zi”. Deze uitdrukking hebben Canadese
handelaren in het Frans vertaald; zij noemden het Roche Jaune en Pierre Jaune. Daarna had
een verkenner in dienst van de Spanjaarden de rivier beschreven als River Yellow Rock. Maar
de eigenlijke naam zoals we die nu kennen is vertaald door David Thompson in Yellow
Stone.2 Maar de naam Yellowstone komt niet van de Yellowstone Canyon. De MinnetareeSioux hebben de rivier Yellowstone benoemd naar de gele klei op de zandbanken. Deze
zandbanken liggen in de buurt van de plaats waar de Yellowstone Rivier samenvloeit met de
Missouri.3 Yellowstone rivier is een zijrivier van de Missouri.4
De hoofdvraag die we in dit profielwerkstuk gaan behandelen is: Welke effecten heeft
een uitbarsting van de vulkaan onder Yellowstone?
We hebben bij deze hoofdvraag de volgende deelvragen bedacht: Wat is Yellowstone?
Wat zijn vulkanen en hoe ontstaan ze? Hoe groot is de kans dat de vulkaan onder Yellowstone
uitbarst? Wat zijn de gevolgen van de uitbarsting? Door antwoorden op de deelvragen te
zoeken hopen we de hoofdvraag te kunnen beantwoorden.
1
Internetsite: History of yellowstone as a placename http://www.yellowstone-online.com/history/yhtwo2.html
(Geraadpleegd op 01-11-’12)
2
Internetsite: van Yellowstone up close and personal geschreven door: John William Uhler
http://translate.google.nl/translate?hl=nl&langpair=en%7Cnl&u=http://www.yellowstone.co/name.htm&ei=ji8UNy-JoX80QXuioCACQ (Geraadpleegd op 03-12-2012)
3
Internetsite: van History of Yellowstone as a place name geschreven door: James S. Macdonald JR.
http://www.yellowstone-online.com/history/yhtwo2.html (Geraadpleegd op 03-12-2012)
4
Internetsite: van Yellowstone National Park http://www.ontdekamerika.nl/amerika/nationaleparken/Wyoming/yellowstone/yellowstone.html (Geraadpleegd op 03-12-2012)
3
Een direct gevolg van een uitbarsting van de vulkaan is dat er een enorme aswolk komt. Een
gevolg daarvan is dat een groot gedeelte van het vliegverkeer in de wereld platligt. Ook valt
de economie in Amerika dan stil, waardoor er geen handel is tussen Amerika en de rest van de
wereld. Daardoor zijn er in de rest van de wereld ook minder inkomsten en komt er een
wereldwijde crisis. De waarde van het geld zakt, de koersen dalen en er is veel hulpverlening
nodig vanuit andere continenten.
4
Locatie Yellowstone
Yellowstone is een nationaal park in de Verenigde
Staten. Het staat bekent om zijn talrijke hete
bronnen, modderpoelen en geisers: een natuurlijke
heetwaterbron die door aardwarmte verwarmd is
en die op bepaalde tijden een mengsel van heet
water en stoom de lucht in spuit. Yellowstone ligt
in drie staten: Wyoming, en met kleinere gedeelten
in Montana en Idaho. Het grootste gedeelte dat in
Wyoming ligt bestaat uit bos. Hiervan is een
gedeelte verwoest door een grote bosbrand in
1988. Ook leven er verschillende diersoorten zoals
bizons, herten, verschillende beersoorten en wolvensoorten.5
Het park bevat meer dan 800 kilometer verharde wegen en meer dan 1600 kilometers aan
wandelpaden. Het is zo immens groot, dat het onmogelijk is in één vakantie te
bezichtigen.6Yellowstone heeft een oppervlakte van 8983 km², het is dan ook een van de
grootste nationale parken in de Verenigde Staten. De gemiddelde hoogte in het park is 2440
meter. Yellowstone sluit in het zuiden aan op een andere beroemd nationaal park, die van
Wyoming: de Grand Teton Nationaal Park.7
Sinds 1 maart 1872 bestaat het Yellowstone National Park. Daarmee is het de oudste
natuurreservaat in de wereld. President Ulysses Grant richtte het park op in de tijd van de
wereldwijde industriële revolutie. Toen ontstonden er fabrieken die stoomtreinen en
dergelijke uitvonden. Hierdoor kwamen er vele slechte gassen in de atmosfeer. Daarom heeft
5
Internetsite: Van Wikipedia, Yellowstone National Park,
http://nl.wikipedia.org/wiki/Yellowstone_National_Park , (Geraadpleegd op 24-09-1012)
6
Boek: P. Brill en J.Groen. Amerika van A tot Z, p. 311
7
Internetsite: Van Wikipedia, Yellowstone National Park,
http://nl.wikipedia.org/wiki/Yellowstone_National_Park, (Geraadpleegd op 24-09-1012)
5
president Ulysses Grant het park op basis van ecologische overwegingen opgericht.8 In 1978
werd het park op de Werelderfgoedlijst van UNESCO (United Nations Educational, Scientific
and Cultural Organization) geplaatst. In deze lijst staan onroerende goederen die een
uitzonderlijke en een algemene nartuur- en/of cultuurwaarde bevatten. Deze wil UNESCO
beschermen.
8
Internetsite: Van Wikipedia, Ecologie, http://nl.wikipedia.org/wiki/Ecologie (Geraadpleegd op 11-10-‘12)
6
Vondst vulkaan onder Yellowstone
Een paleontoloog, iemand die fossielen bestudeert, ontdekte in 1971 bij toeval de fossiele
beenderen van een grote kudde dieren in Nebraska. Deze overblijfselen werden gedateerd op
10 miljoen jaar geleden. Uit onderzoek bleek dat de dieren in de volle fleur van hun leven
waren. Hieruit werd geconcludeerd dat een natuurlijk verschijnsel de oorzaak was geweest
voor hun collectieve dood. Wel waren alle beenderen aangetast door een ziekte. Bij nader
onderzoek werd dit geassocieerd met vulkanische as.
Dit was vreemd want het gebied waar de beenderen werden gevonden is echter niet
vulkanisch. En in de onmiddellijke omgeving kende men geen enkele vulkaan. Normaal
spuwt een vulkaam bij een uitbarsting lava en as, die bij hevige uitbarstingen wel tot een paar
honderd kilometer verder verspreid kan worden. Bij verder onderzoek kwamen ze er achter
dat de enige vulkanische uitbarsting rond dat tijdstip Bruno Drawbridge was. Deze lag in
noord-Idaho. Dat is ongeveer 1.600 kilometer verwijderd van de plek waar de beenderen
gevonden werden.
De Bruno Drawbridge uitbarsting werd verder onderzocht door stalen van de bodem en de as
met heel Amerika te vergelijken. Hieruit bleek dat bij deze uitbarsting zowat de helft van
Amerika was bedekt met gemiddeld twee meter as! Men had nog nooit zo’n hevige
vulkaanuitbarsting waargenomen. De uitbarsting was honderden keren sterker dan een
gemiddelde vulkaanuitbarsting. Een naam voor het nieuwe fenomeen was niet moeilijk te
bedenken: een Supervulkaan.9
De grootte van de vulkaan werd pas
duidelijk toen er voor het eerst
satellietopnamen van het gebied
Yellowstone werden gemaakt. Op
de satellietfoto’s werden de
immense contouren zichtbaar. De
opvallende steile wanden bleken
met elkaar in verband te staan, ze
bleken immense kraterranden te
zijn. De rest was door de jaren heen
door erosie verdwenen. Deze
caldera heeft een doorsnee van 65
kilometer.10 Het halve park is
eigenlijk vulkaankrater. Na
intensief bodemonderzoek kwam
het “monster” in beeld. Er is op
ongeveer 5 kilometer onder de
grond gesmolten steen te vinden.
De eigenlijke magmazee bevindt
zich op ongeveer 10 tot 15 kilometer diep. De doorsnee hiervan wordt geschat op 15.000
kubieke kilometer.11
9
Internetsite: A Super Volcano is growing in Yellowstone, WY, http://www.viewamerica.net/art/ensupervolcano.html (Geraadpleegd op 28-12-‘12)
10
Internetsite: Wikipedia, Caldera (geografie), http://nl.wikipedia.org/wiki/Caldera_(geografie) (Geraadpleegd
op 04-01-’13)
11
Internetsite: Corno van den Berg, Achtergronden, http://www.droomplekken.nl/noordamerika/verenigde_staten/yellowstone/achtergronden.html (Geraadpleegd op 04-01-’13)
7
12
13
12
Internetsite: National Geographic Society, When Yellowstone Explodes,
http://ngm.nationalgeographic.com/2009/08/yellowstone/yellowstone-interactive (Geraadpleegd op 04-01-’13)
13
Internetsite: National Geographic Society, Under Yellowstone, Magma Pocket 20% Larger Than Thought,
http://news.nationalgeographic.com/news/2009/12/091215-yellowstone-volcano-magma-plume-larger/
8
Ontstaan van vulkaan onder Yellowstone
De vulkaan onder Yellow Stone is een caldera. Yellowstone is een caldera van 65 km
doorsnede.14 Een caldera is een grote komvormige krater die gevormd is door vulkanische
activiteit. Caldera’s ontstaan wanneer pyroclastisch materiaal (gesteente dat is gevormd uit
materiaal dat tijdens vulkaanuitbarstingen wordt uitgeblazen) door een vulkaan worden
uitgestoten waardoor het dak
van de magma kamer niet meer
ondersteund wordt. Het dak
zakt hierdoor en komt terecht in
de magmakamer. Dit gebeurt
vaak bij een vulkaan niet bijna
uitgedoofd is. Als de spanning
in de vulkaan dan nog een keer
stijgt kunnen er twee dingen
gebeuren. Het eerste is dat er
een nieuwe vulkaan bovenop de
caldera vormt. Het tweede is
dat de top van de vulkaan in
een nieuwe uitbarsting eraf
wordt geblazen. Het is niet
duidelijk door welke van de 2
dingen de Yellowstonecaldera is ontstaan. Deze Yellowstone caldera is een ingezakte
hotspot.15 Een hotspot is een plek waar vulkanisme voorkomt, terwijl er geen verband is met
de plaattektoniek. Een hotspot ontstaat als gevolg van een hogere warmtestroom boven
plekken waar opwaartse stroming in de mantel plaatsvindt. Doordat de plaat boven de
warmtestromen beweegt, kunnen er een hele rij hotspots naast elkaar ontstaan, omdat de
magmakamer dus op dezelfde plek blijft bevinden.
Huidige situatie Yellowstone
De vulkaan onder Yellowstone is nog steeds actief. Dat kun je weten omdat er van tijd tot tijd
nog steeds aardbevingen zijn. Die aardbevingen ontstaan door de beweging van magma diep
in de ondergrond. Door de aardbevingen kan de hitte snel naar het oppervlak reizen, ook al
vinden bevingen op kilometers diepte plaats. Die hitte verwarmt de bodem. Met de hitte komt
ook CO2 mee naar boven, wat een bijproduct van vulkanische activiteit is.16 De bron van de
aardbevingen is waarschijnlijk het gas CO2 zelf. Het gas CO2 verhoogt het aantal
aardbevingen met een van magma-afgeleide vloeistof. Door de lekkage van het gas CO2
verandert de druk in de ondergrond, waardoor breuklijnen los kunnen schieten, oftewel
aardbevingen veroorzaken.
Om de mogelijkheid van een eventuele uitbarsting te kunnen onderzoeken kun je de
14
Internetsite: Caldera http://nl.wikipedia.org/wiki/Caldera_(geografie) (Geraadpleegd op 06-10-’12)
Internetsite: Hotspot http://nl.wikipedia.org/wiki/Hotspot_(geologie) (Geraadpleegd op 11-10-’12)
16
Internetsite: Yellowstone bevingen opgeslagen in bomen http://www.kennislink.nl/publicaties/yellowstonebevingen-opgeslagen-in-bomen (Geraadpleegd op 06-10-’12)
15
9
Yellowstone Caldera verdelen in 3 zones17. De eerste zone is de meest waarschijnlijke zone
waar hernieuwde activiteit kan komen. In deze zone zouden omvangrijke uitbarstingen
kunnen voorkomen. De tweede
zone tussen de Norris Geyser Basin
en de Mammoth. Hier kunnen
uitbarstingen voorkomen die door
water zijn aangedreven. De derde
zone is een kleine breukzone aan
de oostzijde van de caldera. Hier
kunnen basaltuitbarstingen
optreden. Basalt is een vulkanisch
stollingsgesteente dat wordt
gevormd door de stolling van
lava.18
Omdat de stolling van basalt aan
het oppervlak plaatsvindt, kan je
basalt omschrijven als een
uitvloeiinggesteente, wat betekent
dat het gesteente als het aan het
oppervlak komt zo snel hard wordt,
dat de kristallen in dat gesteente
geen tijd hebben om erg hard te
groeien, waardoor de kristallen
relatief klein blijven. Als gevolg
van de grote snelheid van het
stollen, is basalt zwart. Dat komt
omdat er geen tijd is voor de
mineralen om elkaar op te zoeken
en hierdoor meerdere kleuren te
vormen.19
Op dit moment zwelt de
kraterbodem van de vulkaan onder
Yellow Stone op.20 Tussen 2004 en eind 2006 was de stijging 7 centimeter per jaar, wat de
snelste stijging ooit is. Deze stijging is het gevolg van het opvullen van de magmakamer
onder Yellow Stone. Berekeningen tonen aan dat deze versnelde stijging veroorzaakt wordt
door een massa van gesmolten gesteente. Dit gesteente zou in de magmakamer beland kunnen
zijn en heeft als gevolg dat er aardbevingen komen. Dat de vulkaan niet slaapt maar actief is,
kan je weten doordat er nieuwe scheuren zijn ontstaan rond Norris Bassin, waaruit kokend
heet water omhoog komt en dampen opstijgen. De Steamboat Geyser is na 9 jaar inactief te
zijn geweest, weer actief geworden een aantal jaar geleden. Ook zijn bij de noordelijke
kraterrand voetpaden afgesloten omdat het daar te gevaarlijk is om te lopen.
17
Internetsite: The future at Yellowstone caldera http://www.wired.com/wiredscience/2012/09/the-future-atyellowstone-caldera/ (Geraadpleegd op 26-10-’12)
18
Internetsite: Basalt http://nl.wikipedia.org/wiki/Basalt_(gesteente) (Geraadpleegd op 01-11-’12)
19
Internetsite: Stollingsgesteenten http://wetenschap.infonu.nl/diversen/25419-stollingsgesteenten.html
(Geraadpleegd op 26-02-’13)
20
Internetsite: Supervulkaan Yellowstone http://leftbehind.punt.nl/index.php?r=1&id=382925&tbl_archief=1
(Geraadpleegd op 25-10-’12 en 27-12-’12)
10
Soorten vulkanen
Vulkanisme zijn verschijnselen waarbij magma aan het oppervlak komt. Dit komt in
verschillende vormen voor. De meeste vulkaanuitbarstingen komen voor bij breuken tussen
verschillende aardplaten doordat ze uit elkaar drijven (divergentie), of tegen elkaar botsen
(convergentie). Er zijn verschillende soorten vulkanen:
o Stratovulkaan
o Schildvulkaan
o Spleetvulkaan
Stratovulkaan (samengestelde vulkaan)
Dit is de meest voorkomende soort vulkaan op aarde. Een stratovulkaan is opgebouwd uit
gestold lava. Lava is gesteente in vloeibare vorm. Het wordt lava genoemd nadat het magma
het aardoppervlak of de zeebodem bereikt heeft.21 Het lava van een stratovulkaan wordt
afgewisseld met lagen pyroclastisch materiaal, ook wel tefra genoemd. Tefra is een
verzamelnaam voor al het materiaal dat tijdens een vulkaanuitbarsting uit de lucht naar
beneden valt.22 Bij een stratovulkaan is het magma een dikke, stroperige vloeistof. Dit komt
omdat de samenstelling van het magma is beïnvloed door het afsmelten van een subducerende
plaat. Bij subductie duikt een oceanische plaat onder een oceanische- of continentale plaat
waar het vervolgens in aardmantel afbreekt en smelt. Dit nieuwe verse magma zit vol gassen
en stijgt op om vervolgens door de bovenliggende oceanische- of continentale korst te
branden. Dit gebeurt wanneer in de magmakamer de druk te hoog is geworden en explodeert.
Bij een uitbarsting worden as en vulkanische gassen met een grote snelheid de lucht
ingespoten waarna het as en de stenen weer als regen terug vallen op de aarde. Het lava komt
eruit er koelt snel af omdat het zo dik en stroperig is. Hierdoor komt het lava direct naast de
vulkaan te liggen. Hierdoor ontstaan er een hoge berg met steile hellingen. Vaak hebben
stratovulkanen meerdere vertakkingen waaruit adventiekraters (kraters op de helling van een
vulkaan) kunnen ontstaan, wanneer de magma moeite heeft de krater te bereiken.
Stratovulkanen ontstaan langs convergente plaatgrenzen waar subductie optreed.
Schildvulkaan
Een schildvulkaan heeft vlakke hellingen. Dit komt omdat het magma van deze vulkaan puur
magma is. Er zitten niet allerlei gassen in van een gesmolten oceaanplaat zoals bij de
stratovulkaan. Het magma van een schildvulkaan is daarom ook dun. Hierdoor kan het magma
makkelijk door spleten naar het aardoppervlak doordringen en de verstopping in de kraterpijp
aanvreten. Daarna vloeit het lava ver uit omdat het dun, heet een langzaam afkoelt. Het
vulkanisch materiaal hoopt zich dus niet telkens vlakbij de krater op. Bij een eruptie komt
zelden een ontploffing voor. Alleen wanneer er in de magmakamer de druk te hoog is
opgelopen, kan een lavafontein ontstaan. Ook wordt er bijna geen as uitgestoten.
Schildvulkanen komen voor bij divergente breuken en bij de zogeheten hotspots.
Spleetvulkaan
Een spleetvulkaan ontstaat bij divergente plaatgrenzen. Wanneer deze platen uit elkaar drijven
ontstaat er een ruimte waar zich geen aardkorst bevindt. Deze spleet kan een paar meter breed
21
22
Internetsite: Wikipedia, Lava, http://nl.wikipedia.org/wiki/Lava (Geraadpleegd op 11-01-’13)
Internetsite: Wikipedia, Tefra, http://nl.wikipedia.org/wiki/Tefra (Geraadpleegd op 11-01-’13)
11
zijn en kan enkele kilometers lang zijn. Uit zo’n spleet vloeit magma zonder veel weerstand
tot aan het aardoppervlak om de spleet dicht te maken.23 Omdat de meeste divergente
plaatgrenzen zich onder het aardoppervlak bevinden, komt een spleetvulkaan het meest voor
bij oceaanruggen: een grote onderzeese bergketen.24
Alle vulkanen kunnen zich ook nog in een bepaalde status bevinden, namelijk: slapend, actief
of dood.
Slapende vulkaan
Een slapende vulkaan is een vulkaan dat op dit moment niet actief is, maar dat in de toekomst
wel weer kan worden. Vaak wordt het een slapende vulkaan genoemd als de magmakamer
leeg is, maar wel weer gevuld kan worden. Het is moeilijk te bepalen wanneer het een
slapende vulkaan of een actieve vulkaan is. Er zijn namelijk geen universele regels die kunnen
aangeven hoelang een vulkaan in rust moet zijn om niet langer als een actieve vulkaan
genoemd wordt. Dit komt mede door de zeer variabele “levensduur” van vulkanen. Die
kunnen namelijk van een paar maanden tot wel miljoenen jaren duren.25
Actieve vulkaan
23
Internetsite: Wikipedia, Spleetvormig eruptiekanaal, http://nl.wikipedia.org/wiki/Mid-oceanische_rug
(Geraadpleegd op 11-01-’13)
24
Internetsite: Soorten vulkanen, http://www.vulkanisme.nl/soorten-vulkanen.php (Geraadpleegd op 11-01-’13)
25
Internetsite: Wikipedia, Slapende vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Slapende_vulkaan (Geraadpleegd op
11-01-’13)
12
Bij een actieve vulkaan komen regelmatig uitbarstingen voor. Deze beschrijving is zeer ruim
omdat regelmatige uitbarstingen in dit geval sterk verschilt door de variabele levensduur van
vulkanen. Er zijn op dit moment meer dan 1300 vulkanen over de hele wereld die als actief
worden beschouwd. Vaak wordt een vulkaan actief genoemd als ze regelmatig gassen spuwen
in de atmosfeer, maar er geen daadwerkelijke eruptie plaatsvindt. Bij een actieve vulkaan is
de magmakamer vaak vol.26
Dode vulkaan
Een dode vulkaan is een vulkaan waarvan wetenschappers hebben vastgesteld dat de kans op
een nieuwe eruptie heel klein of zelfs zeker niet meer komt. Bij dode vulkanen is de aardkorst
in de loop van tijd dusdanig dichtgegroeid dat er geen magma meer doorheen kan komen. De
magmakamer is leeg, en vul ook niet meer bij. Ook bij een dode vulkaan geldt dat het
moeilijk vast te stellen is wanneer een vulkaan een dode vulkaan is. Vulkanen die in een zeer
lange periode van rust verkering kunnen gemakkelijk voor “dood” gehouden worden. Maar
sommige vulkanen barsten maar eens in de zoveel miljoen jaar uit, zoals een supervulkaan.27
Onder welke soort vulkaan valt Yellowstone?
De vulkaan onder Yellowstone wordt ook wel een supervulkaan28 genoemd. Bij een gewone
vulkaan komt het magma via een ‘schoorsteen’ omhoog naar de oppervlakte en stroomt het
lava uit de krater,
waarna er geleidelijk
de typische figuur van
een vulkaan gevormd
wordt. Ook wordt
daarbij as
weggeslingerd door de
gassen uit het magma,
die in de lucht
ontsnappen. Bij een
supervulkaan
daarentegen wordt het
magma wel naar de
oppervlakte geduwd
via een soort
‘schoorsteen’, maar verzamelt het zich halverwege in een magmakamer, die diep onder de
oppervlakte ligt. Deze magmakamer raakt steeds voller door vloeibaar magma en hete gassen.
Op een gegeven moment komt de magmakamer zo erg onder druk te staan en wordt de
kilometers dikke aardlaag erboven omhoog geduwd. Vervolgens komt er een breuk in de
aardlaag en wordt heel de inhoud van de magmakamer explosief naar buiten gespoten. Na de
uitbarsting is er vaak geen berg meer te zien, maar juist een caldera omdat dan het dak van de
lege magmakamer inzakt onder het gewicht van de uitgespoten lava.
Dat Yellowstone een supervulkaan is, hebben wetenschappers ontdekt naar aanleiding van
een onderzoek waarbij ze metingen hebben verricht. Ze ontdekten dat één zijkant van het
26
Internetsite: Wikipedia, Actieve vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Actieve_vulkaan (Geraadpleegd op 1101-‘13)
27
Internetsite: Wikipedia, Dode vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Dode_vulkaan (Geraadpleegd op 11-01‘13)
28
Internetsite: Supervulcano http://www.mydreamvillainflorida.be/art/nl-supervolcano.html (Geraadpleegd op
21-09-’12 en 28-12-’12)
13
meer in Yellowstone National Park 74 centimeter naar boven was geduwd, waardoor er
nieuwe gedeelten van het park onder water werden gezet. Omdat dit een aanwijzing kon zijn
dat er zich een nieuwe magmakamer vormde, gingen ze op zoek naar de Caldera die na een
eerdere uitbarsting gevormd moest zijn. Pas na verloop van tijd ontdekten de wetenschappers
dat de inzakking in de magmakamer 70 kilometer lang en 30 kilometer breed was, wat de
reden was dat ze er pas zo laat achter kwamen dat zich daar een Caldera bevond. De
wetenschappers hebben sporen van maar liefst totale grootte was van het National Park. Dit
was de oorzaak voor het feit dat men er nooit eerder ast drie superuitbarstingen gevonden.
Volgens hen schijnen deze uitbarstingen met tussenpozen van 600.000 tot 800.000 jaar
gekomen te zijn. De meest recente uitbarsting is ongeveer 600.000 jaar geleden volgens hen.
Ook schijnt vroeger dankzij één van die uitbarstingen bijna alle menselijke leven was
uitgeroeid. Vervolgens werd ook de nieuwe magmakamer ontdekt. De omvang van deze
magmakamer is 50 kilometer lang, 22 kilometer breed en 10 kilometer hoog.29
29
Internetsite: Supervulcano http://www.mydreamvillainflorida.be/art/nl-supervolcano.html (geraadpleegd op
21-02-’13)
14
Mening van deskundigen
USGS, U.S. Geological Survey, zeggen dat er geen bewijs is dat een catastrofe uitbarsting
dreigt in Yellowstone, en zijn onwaarschijnlijk in de komende eeuwen. Wetenschappers
hebben ook geen aanwijzingen gevonden voor dreigende kleinere vulkanische uitbarstingen.30
Toekomstige vulkaanuitbarstingen zullen plaatsvinden in de omgeving van of in Yellowstone.
Redenen daarvoor zijn dat het gebied een lange vulkanische geschiedenis heeft en omdat er
op dit moment heet gesmolten gesteente onder de caldera zit. Yellowstone is onderzocht op
tekenen van vulkanische activiteit door YVO: wetenschappers die aardbevingen detecteren
met behulp van seismagrafen en GPS (Global Positioning System) voor bewegingen in de
grond. YVO heeft geen tekenen gevonden die aanwijzen dat er snel een uitbarsting komt.31
Het voorspellen van een vulkaanuitbarsting is echter aanzienlijk gevorderd in de afgelopen 25
jaar. De meeste wetenschappers denken dat de opbouw voorafgaand aan een catastrofe
uitbarsting instrumenteel waarneembaar is enkele weken en misschien maanden tot wel jaren
voor de uitbarsting. Endogene processen voorafgaand aan vulkaanuitbarstingen zijn sterke
aardbeving zwermen en snelle grondvervorming een paar dagen tot weken voor een
daadwerkelijke uitbarsting. Wetenschappers van het Yellowstone Volcano Observation
(YVO) houden dergelijke gebeurtenissen nauwlettend in de gaten in regio van Yellowstone.
Zij verwachten dat zulke endogene processen zich op verschillende plekken laten zien in de
Yellowstone vulkaan. Zoals bij vele caldera systemen over de hele wereld zijn kleine
aardbevingen, verhoging en verzakking van de grond en gasontsnappingen alledaagse
evenementen in Yellowstone. Deze verschijnselen weerspiegelen niet dat er snel een
uitbarsting komt.32 Ze laten wel zien dat het een actieve vulkaan is.
Wetenschapper Doctor Guilherme Gualda, van Vanderbilt University in Nashville,
Tennessee, zei: ‘Our study suggests that when these exceptionally large magma pools form
they are ephemeral and cannot exist very long without erupting.’ Geologen dachten namelijk
eerst dat het 100.000 tot 200.000 jaar duurde voordat er genoeg druk in de magmakamer was
voor een uitbarsting van een supervulkaan. Maar de nieuwe leer van wetenschapper
Guilgerme laat zien dat het maar een paar duizend jaar, of zelfs maar een paar honderd jaar
duurt voordat er genoeg druk is. wetenschapper Guilherme vindt het nogal zorgelijk. Hij zei
dat regio’s zoals Yellowstone voordurend gecontroleerd en onderzocht moesten worden, om
waarschuwingen te kunnen geven voor catastrofale supereruptie.33
30
Internetsite: USGS, Questions About Supervolcanoes,
http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_49.html (Geraadpleegd op 19-01-’13)
31
Internetsite: USGS, When will Yellowstone erupt again, http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_50.html (Geraadpleegd op 19-01-’13)
32
Internetsite: USGS, Questions About Supervolcanoes,
http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_49.html (Geraadpleegd op 19-01-’13)
33
Internetsite: Daily Mail, Supervolcanoes with power to 'destroy civilisation' explode far more rapidly than
scientists had believed - and one could be bubbling under U.S. right now,
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2152278/Supervolcanoes-power-destroy-civilisation-explode-farrapidly-scientists-believed--bubbling-U-S-right-now.html#comments
15
Fysische gevolgen
Het grootste gevaar bij een uitbarsting van Yellowstone is de grote hoeveelheid as die de
ruimte ingestoten wordt. Als Yellowstone alle magma die hij in zich heeft uitstoot, dan zal
bijna heel de VS onder een enorme dikke laag as liggen.34 Dat zou dan een beetje
vergelijkbaar zijn met wat er in Pompeii is gebeurd, maar met als voordeel dat er
tegenwoordig met de nieuwe technologie de opbouw, die voorafgaat aan een dergelijke grote
ramp, weken of maanden voor de
uitbarsting kan worden gemeten.
Als een deel of het geheel van een
continent bedekt is met een dikke
laag as, kan het jarenlang, mogelijk
zelfs tientallen jaren duren voordat
de as is weg geërodeerd en de
natuurlijke vegetatie zich kan
herstellen.
Een gevolg van de uitstoot
van de grote hoeveelheid as voor
de hele wereld is een
temperatuurverandering.35
Normaal gesproken is het zo dat
een temperatuurverandering als
gevolg van vulkanisme alleen
voorkomt als de bewuste vulkaan
in de tropen staat. Dat komt omdat
het stof van vulkaanuitbarstingen in de tropen door de luchtstromingen verder omhoog wordt
gebracht, tot in de stratosfeer, en over de hele wereld wordt verspreid. Een te noemen
voorbeeld hiervan is de uitbarsting van de Tambora in Indonesië in april 1815. Bij deze
uitbarsting werd het as tot 40 kilometer hoog de atmosfeer ingestoten. Als gevolg hiervan
staat het jaar daarna, 1816, bekend als ‘het jaar zonder zomer’, met zomertemperaturen in
Europa en Noord-Amerika die ver onder normaal lagen.36 Zowel in Europa als in de
Verenigde Staten kwam hevige sneeuwval voor in die zomer. Toch zorgt een
vulkaanuitbarsting in de tropen niet alleen voor temperatuurdaling, maar ook voor stijging van
de temperatuur in West-Europa in de winter. De winter is daar dan milder, met een minder
koude oostenwind als gewoonlijk. Het stof van vulkaanuitbarstingen buiten de tropen waait
naar beneden en verdwijnt daarna snel weer. Hierdoor komt het dat de uitbarsting van de
Eyjafjalljökull in IJsland in 2010, de stratosfeer niet bereikte en het dus geen invloed had op
de temperatuur op aarde of in Europa.
Toch ligt Yellowstone ook niet in de tropen. De grote vraag is dan dus: Hoe kan het
dat er bij een eventuele komende uitbarsting van Yellowstone toch gevreesd wordt voor een
34
Internetsite: Uitstoot van as http://www.huffingtonpost.com/2012/08/07/pompeii-supervolcano-supervolcano-doomsday_n_1751840.html (Geraadpleegd op 26-01-’13)
35
Internetsite: Klimaateffecten van vulkaanuitbarstingen
http://www.knmi.nl/cms/content/79812/klimaateffecten_van_vulkaanuitbarstingen
(Geraadpleegd op 26-01-’13)
36
Internetsite: Jaar zonder zomer http://nl.wikipedia.org/wiki/Jaar_zonder_zomer (Geraadpleegd op 26-01-’13)
16
klimaatverandering? De oorzaak hiervan ligt bij het feit dat Yellowstone een supervulkaan is.
Als bij deze vulkaan de magmakamer helemaal gevuld is met lava die al het lava uitstoot,
zorgt dat voor zoveel stof dat het de stratosfeer, vanaf 10/15 km tot 45 km hoogte, bereikt,
waardoor een langdurig koelend effect wordt veroorzaakt. De stratosfeer bestaat onder andere
uit een grote hoeveelheid ozon, wat, voor mens en dier, schadelijke ultraviolette straling
filtert. Als het stof van een vulkaanuitbarsting eenmaal de stratosfeer heeft bereikt,
transporteert de Brewer-Dobson circulatie het vulkaanstof langzaam door de hele stratosfeer
waarbij het stof zich over de hele wereld kan verspreiden. De Brewer-Dobson circulatie is een
ander woord voor stratosferische circulatie, wat zich kenmerkt door transport van lucht vanuit
de tropen richting de polen. Dit transport is echter heel erg langzaam. Het duurt ongeveer vijf
jaar voordat de lucht vanuit de tropen in de buurt van de polen terecht komt. Omdat het zo
lang duurt voordat het vulkaanstof weer uit de stratosfeer verdwijnt, kan het gedurende een
lange tijd in de hele wereld een beetje zonlicht reflecteren. Door die reflectie daalt de
temperatuur op aarde, omdat nu niet al het zonlicht meer op de aarde terechtkomt en van
daaruit weer wordt teruggekaatst.
Wetenschappers zijn het oneens met elkaar in hoeverre de temperaturen zakken bij een
uitbarsting van supervulkaan Yellowstone, maar er zijn wetenschappers die vermoeden dat
een uitbarsting het begin van een nieuwe IJstijd zal zijn. Ook zijn er wetenschappers die
beweren dat een uitbarsting het begin zal zijn van het einde van al het leven dat er is op de
aarde.37
Demografische gevolgen
Bij een grote vulkaanuitbarsting komen er veel mensen om door het brandende lava dat zich
een weg baant door de natuur, door de hete aswolken die met orkaansnelheden op steden en
dorpen afrazen en door de door de lucht schietende stukken puin.
De, in het stukje hierboven staande, fysische gevolgen hebben ook weer gevolgen. De
grote laag as die een gedeelte of het geheel van de Verenigde Staten zal bedekken zal zorgen
voor mislukte oogsten.38 Dat komt doordat er na de dikke laag gloedheet as de natuur totaal
vernietigd zal zijn. De flora en fauna zullen dan ernstig aangetast worden, ook door het
weinige licht dat de aarde bereikt door al het as dat zich in de stratosfeer bevindt en wat
weinig tot geen zonlicht doorlaat. Als gevolg van de mislukte oogsten zullen er hongersnoden
ontstaan. Door al die asdeeltjes in de lucht kan er geen hulp worden geboden aan de mensen
die honger lijden. Dit heeft als gevolg dat er veel mensen zullen overlijden door honger en
ziekte. Dat komt dan nog bovenop de 90% van de mensen, die in een straal van 1000
kilometer van Yellowstone wonen, die slachtoffer zullen worden. 39
Ook door de wereldwijde temperatuursdaling zullen er vermoedelijk in heel de wereld
mislukte oogsten zijn, doordat de temperatuur dan in de zomer zelfs mogelijk in de buurt van
of zelfs onder het vriespunt kan komen, waardoor de gewassen bevriezen. Hierdoor kunnen er
in de hele wereld hongersnoden zijn, ook al komt er geen as aan te pas.
Een andere reden voor mislukte oogsten heeft te maken met een gevolg van
vulkaanuitbarstingen op de lange termijn. Na een uitbarsting van een vulkaan kan er een
caldera ontstaan. Het proces hiervan staat eerder in dit werkstuk beschreven. Het komt vaak
voor dat een caldera wordt gevuld met water dankzij neerslag, wat een kratermeer wordt
37
Internetsite: Hoe gevaarlijk is een supervulkaan http://wetenschap.infonu.nl/natuurverschijnselen/70315-hoegevaarlijk-is-een-supervulkaan.html (Geraadpleegd op 26-01-’13)
38
Internetsite: Tambora http://nl.wikipedia.org/wiki/Tambora_(vulkaan) (Geraadpleegd op 26-01-’13)
39
Internetsite: BBC, Supervolcano The world's biggest bang,
http://www.bbc.co.uk/sn/tvradio/programmes/supervolcano/article2.shtml (Geraadpleegd op 26-02-’13)
17
genoemd. Dit kratermeer kan soms verzuren door de grote productie van gas door de vulkaan,
ook al slaapt hij.40 Uit het gas komen grote hoeveelheden zwavel, chloor en fluor in het water.
Hierdoor ontstaat extreem zuur water met een pH van maximaal één. Doordat dit water zeer
agressief is en gesteente wegvreet, kan een kratermeer gaan lekken. Het water kan dan
mogelijk via een rivier uit het meer wegstromen. Het wordt pas echt een groot probleem als
de bevolking in het gebied de grond gebruiken voor de productie van gewassen. Hierdoor
worden de gewassen aangetast en ontstaat er een ramp voor het milieu, de boeren en de
economie. In feite kan dit een geleidelijke vergiftiging van de omgeving genoemd worden.
Economische gevolgen
Een gevolg van de mislukte oogsten is dat er een voedseltekort ontstaat en als er veel vraag is
naar een product en weinig aanbod ervan, gaat de prijs omhoog. Dus de producten werden
veel duurder, wat weer de oorzaak kan zijn voor veel relletjes en plunderingen omdat men de
nu zoveel duurdere producten niet meer kan betalen. Dat zie je ook in na de uitbarsting van de
Tambora in 1816, want in juni 1817 was de gemiddelde prijs van geliefde voedingswaren
ongeveer tweeënhalf keer zo hoog als dezelfde voedingswaren in 1815.41
Ook blijft er veel as voor een lange tijd in de lucht, waardoor er geen vliegverkeer
mogelijkis . Veel vliegtuigmaatschappijen zullen grote verliezen draaien.42 Ook de wegen
zullen vernietigd worden of onder het as komen te liggen. Hierdoor is er geen transport
mogelijk van goederen. Veel bedrijven zullen grote verliezen oplopen. Zowel nationaal als
internationaal. Het voedsel dat bijvoorbeeld met het vliegtuig geëxporteerd zou moeten
worden. De winkels in het buitenland zullen hierdoor ook grote verliezen hebben.
Waarschijnlijk zal de Verenigde Staten haar status verliezen. De schade zal waarschijnlijk te
groot zijn, want heel het land ligt ongeveer onder het as, maar ook alle gebouwen,
infrastructuur etc. zal opnieuw opgebouwd moeten worden. De schade zal in de honderden
miljarden lopen.
40
Internetsite: Supervulkanen bedreigen de aarde http://www.kennislink.nl/publicaties/supervulkanenbedreigen-de-aarde (Geraadpleegd op 26-01-’13)
41
Internetsite: Jaar zonder zomer http://nl.wikipedia.org/wiki/Jaar_zonder_zomer (Geraadpleegd 26-01-’13)
42
Internetsite: De Ondernemer, Vulkaan raakt economie,
http://www.deondernemer.nl/economie/472003/Vulkaan-raakt-economie.html (Geraadpleegd op 26-02-’13)
18
In de conclusie willen we antwoord geven op de hoofdvraag. De hoofdvraag luidt: Welke
effecten heeft een uitbarsting van de vulkaan Yellowstone? De effecten zijn moeilijk te
voorspellen, maar dat de effecten groot zijn is niet zo moeilijk te bedenken, omdat
Yellowstone tot het soort ‘supervulkanen’ behoort. Een belangrijk fysisch effect in de nabije
omgeving van de vulkaan Yellowstone is de uitstoot van as in de ruimte. Dat kan op
wereldwijde schaal zorgen voor een temperatuurdaling, een klimaatverandering of zelfs een
vulkanische winter. Dat komt omdat de as in de stratosfeer komt, waardoor het zonlicht wordt
gereflecteerd en de warmte van de zon dus niet op aarde terechtkomt. Dit fysische effect heeft
weer een demografisch gevolg. Dat is namelijk dat er door die daling van de temperatuur op
wereldwijde schaal oogsten kunnen mislukken. Als gevolg van deze mislukte oogsten ontstaat
er een voedseltekort, wat dus ook op wereldwijde schaal is. Hierdoor stijgen de prijzen omdat
er bij veel vraag en weinig aanbod een extreme prijsstijging plaatsvindt. Dit heeft dan weer
als gevolg dat er nog meer honger komt, omdat de mensen die al verlies draaien door die
mislukte oogsten, ook nog eens meer moeten betalen voor hun benodigde producten. Het
moment dat het leven voor deze mensen weer wordt zoals voorheen, is wanneer de as uit de
stratosfeer weg begint te trekken. Helaas gaat het wegtrekken van de as uit de stratosfeer heel
langzaam, waardoor het jaren kan duren voordat het leven voor de mensen wereldwijd weer
normaal wordt.
In de hypothese hebben we gezegd dat een uitbarsting van Yellowstone de val van
Amerika zou kunnen veroorzaken. Dat hebben we juist ingezien, maar we hebben nog lang
niet alle gevolgen gezien, zoals een wereldwijde temperatuurdaling, klimaatverandering of
zelfs een vulkanische winter. Eigenlijk hadden we alleen maar gedacht aan economische
gevolgen en niet echt verder gedacht. We kunnen dus zeggen dat we al op de juiste weg
waren, maar nog niet alles volledig hadden overzien, maar daardoor was het maken van dit
profielwerkstuk juist ook erg interessant omdat je telkens weer verrassende dingen
tegenkwam!
19
Petra
Datum
Tijd
Plaats
Werkzaamheden
13-09
150 min
School
21-09
50 min
School
24-09
50 min
School
6-10
11-10
120 min
50 min
Thuis
School
25-10
26-10
120 min
420 min
Thuis
Thuis
01-11
50 min
School
27-12
420 min
Thuis
28-12
26-01
30-01
420 min
420 min
120 min
Thuis
Thuis
Thuis
21-02
60 min
Thuis
22-02
120 min
Thuis
26-02
240 min
Thuis
Hoofdvraag +
deelvragen
maken
Ingelezen in
onderwerp
Begonnen met
deelvraag 1
Deelvraag 1
Deelvraag 1 +
inleiding
Deelvraag 1
Deelvraag 1 +
begin deelvraag 2
Deelvraag 2 +
deelvraag 1
bijgewerkt +
inleiding
Deelvraag 1
bijgewerkt +
deelvraag 2
Deelvraag 2
Deelvraag 4
Begonnen met
conclusie
Verbeteringen
toegepast,
ontbrekende
bronnen
bijgevoegd,
verder gegaan
met conclusie
Conclusie + een
samenhangend
geheel gemaakt
Conclusie
afgemaakt + alles
bij elkaar
gevoegd
Afspraken
Opmerkingen/
verantwoording
gemaakte keuzes
Inleiding
maken
Totaal: 47 uur
20
Herma
Datum
Tijd
Plaats
13-092012
150min
School
17-092012
14-092012
60min
Thuis
60min
School
11-102012
120min
School
26-102012
240 min
Thuis
3-12-2012
120 min
Thuis
28-122012
04-122012
120 min
Thuis
3 uur
Thuis
10-012013
120 min
School
11-012013
6 uur
Thuis
19-012013
6 uur
Thuis
Werkzaamheden Opmerkingen/
verantwoording
gemaakte
keuzes
Hoofdvraag+
deelvragen
gemaakt.
Plan van aanpak
gemaakt
Locatie
Yellowstone
informatie en een
klein stukje
getypt
Locatie
Yellowstone,
verder maken.
Locatie
Weinig
Yellowstone
informatie over
verder maken.
de vondst van
Plus begin aan
Yellowstone.
vondst vulkaan
Yellowstone
Naam
Yellowstone
Vondst
Yellowstone
Vondst
Yellowstone; +
plaatjes voor
Locatie
Yellowstone;
informatie
verzamelen
soorten vulkanen.
Informatie
verzamelen
Soorten
vulkanen;
uitwerken.
Uitwerken
soorten
vulkanen+ waar
liggen ze.
Informatie
zoeken/
vergelijken +
uitwerken over:
Hoe groot is de
Afspraken
Plan van
aanpak
maken.
21
24-012013
2 uur
School
28-012013
50 min
School
25-022013
2 uur
Thuis
26-022013
3 uur
Thuis
kans dat
Yellowstone
uitbarst, wat
zeggen de
deskundigen?
Locatie
Yellowstone en
vondst YS
verbeteren +
informatie zoeken
voor deelvraag 4
Deelvraag 4 economische
gevolgen
Deelvraag 3
verbeteren. +
economie van
deelvraag 4
maken.
Afronden met
plaatjes, +
deelvraag 4
economie. +
voorkant maken.
22